KR20010043560A - 동력 전달 및/또는 모멘트 전달을 위한 전달 부재, 진동감쇠기 및 진동 감쇠 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력 및/또는 모멘트의 전달을 위한 전달 부재, 진동 감쇠기 및 진동 감쇠 방법에 관한 것이다. 전달 부재는 복수 개의 구성 요소를 구비하고, 그 구성 요소들에 의해 연동한다. 이 구성 요소에 의해, 전달 부재는 비대칭으로 진동될 수 있다. 비대칭 진동 감쇠기(8)는 비대칭으로 구성되며, 전달 부재와 연동한다. 특히 자동차용으로 설계된 진동 감쇠기(8)는 감쇠체(9)와 탄성 결합 부재(10)를 구비한다. 결합 부재(10)는 진동 감쇠기(8)와 연동하고 한쪽 활성면 상에 비대칭 탄성의 특성을 구비한다. 진동, 특히 자동차의 전달 부재의 진동을 감쇠하는 방법에 있어서, 감쇠는 한쪽 활성면 상에 각각 상이한 감쇠 강성을 갖는 다양한 방향으로 발생한다.

Description

동력 전달 및/또는 모멘트 전달을 위한 전달 부재, 진동 감쇠기 및 진동 감쇠 방법{TRANSMISSION ELEMENT FOR THE TRANSMISSION OF POWER AND/OR MOMENTS, OSCILLATION DAMPER AND METHOD FOR OSCILLATION DAMPING}

전달 부재는 다양한 실시예와 사용예가 공지되어 있다. 동력 및/또는 모멘트는 이 전달 부재에 의해 한 곳에서 다른 곳으로 전송된다.

따라서, 자동차에 있어서, 동력과 모멘트는 운동 감소를 제어 및 조절하기 위해 로드 시스템 또는 다른 전달 부재를 통해 전달된다. 예컨대, 운전자에 의해 조향 휠에 생기는 회전 모멘트는 조향 컬럼을 거쳐 조향 기어에 전송되어, 자동차의 방향을 제어한다.

배치(constellation)가 가장 상이한 경우, 전달 부재는 진동될 수 있는 위험이 있다. 이것은 대개 원치 않을 뿐만 아니라 안락함을 손상시킨다.

진동의 축소 및/또는 감쇠를 위해 진동 감쇠기를 사용하는 것은 공지되어 있다.

독일 특허 공개 공보 제 DE 37 061 35 A1호에서는 감쇠 장치를 통해 연료 주입기의 보상 커플링의 원치않는 축진동을 방지하는 것에 관해 언급하고 있다. 감쇠 장치는 기본적으로 중공 샤프트 내부에 배치된 탄성 중합체로 되어 있고, 그의 중앙에는 볼트가 끼워져 있다.

독일 특허 공개 공보 제 DE 197 26 293호에는 진동 감쇠기가 중공 샤프트 내부 중 진동이 최대인 개소에 구성되어 있을 때 중공 샤프트로서 구성되어 있는 구동 샤프트 또는 카르단 샤프트의 굽힘 모드가 감소되는 것이 공지되어 있다. 진동 감쇠기는 감쇠체와 탄성 결합 부재를 구비하고 있다.

본 발명은 특히, 동력 전달 및/또는 모멘트 전달을 위한 전달 부재, 진동 감쇠기 및 진동 감쇠 방법에 관한 것이다.

도 1은 전달 부재의 측면도이다.

도 2는 진동 감쇠기의 종단면도이다.

도 3은 진동 감쇠기의 단면도이다.

본 발명은 상위 구성의 전달 부재와 진동 감쇠기를 이와 같이 발전시켜 적용 범위를 넓히는 문제에 기초를 두고 있다. 더욱이, 진동 감쇠 방법도 제시되어 있다.

전달 부재에 관한 문제는 특허 청구 범위의 청구항 1항의 특징부에 속해 있고, 진동 감쇠기에 관한 문제는 청구항 11항의 특징부에 속해 있으며, 진동 감쇠 방법에 관한 문제는 청구항 13항에 속해 있다.

전달 부재에는 상기 전달 부재와 연동하는 소정의 구성 요소가 배치되어 있다. 연동은 형상 응착 결합 및/또는 동력 응착 결합을 통해 발생된다.

상기 구성 요소에 관한 조건으로, 전달 부재는 비대칭 진동되게 여기될 수 있다.

기본적으로 진동들은 상이한 형태로 나타난다. 탄성적으로 현가되어 있는 강성 본체는 종축 진동과 회전 진동에 대해서 여기되고, 탄성 본체는 굽힘 진동과 비틀림 진동에 대해서 여기된다. 추가의 제약에 대해서는 대칭 진동과 비대칭 진동 사이가 상이하다. 대칭 진동의 경우에는 진동 운동이 본체의 기준축에 대칭으로 발생한다. 이와 반대로, 비대칭 진동은 본체의 기준축에 대해 진폭과 주파수가 상이하다.

본 발명은 전달 부재 상에서의 비대칭 진동 및 그의 댐핑과 감쇠에 관한 것이다. 전달 부재의 종축이 기준축으로서 작용한다.

진동의 댐핑과 감쇠하에서 움직임의 진폭의 소정의 감소와 그에 결합하여 작용하는 힘이 이해되는 것은 당연하다.

전달 부재의 비대칭 진동을 감쇠하기 위해, 대칭으로 구성된 진동 감쇠기가 제공되고, 그 감쇠기는 전달 부재와 연동한다. 진동 감쇠기를 비대칭으로 구성함으로써 비대칭 진동 특성은, 발생 중인 비대칭 진동이 대칭 진동 감쇠기의 경우에서 보다 양호하게 감쇠되도록 달성된다.

진동 감쇠기는 조절시 가능한 한 진동 진폭에 근접하게, 즉 진동의 진폭이 최대인 장소에 구성된다. 그 이유는, 이곳이 대개 효과적인 진동 감쇠를 위한 최상의 장소이기 때문이다.

예컨대, 자동차의 조향 컬럼에는 비대칭 진동이 빈번하게 발생한다. 에어백 및 전자 회로 소자와 같은 기타의 구성 요소와 필수품을 집적함으로써, 인스트루먼트 상에 자유로운 시야를 형성하기 위하여, 대개 조향 휠은 비대칭으로 수행된다. 자동차는 중량감있게 직진하기 때문에, 구성 요소로서의 조향 휠은 양호하게 중립에 있다. 이 위치에서, 조향 컬럼은 다른 진동에 대해 차량의 종축을 가로지르는 진동 형태와 진동 주파수에 관한 전달 부재로서 그에 대해 수직으로서 여기된다.

진동 감쇠기는 전달 부재의 외벽의 영역에 구성되고, 거기에서 조정과 손상에 관한 간단한 장착과 제어가 가능하다.

중공 전달 부재를 사용하는 경우, 진동 감쇠기는 전달 부재의 내부에도 구성될 수 있다. 이러한 구성은 공간이 절약되고 진동 감쇠기를 손상과 오조정으로부터 보호한다.

궁극적으로, 각각의 경우의 개개의 현실에 따라 다른 어떤 구성 형태가 선택된다.

전달 부재 상에 및/또는 내에는 부가의 진동 감쇠기가 구성되어도 된다. 따라서, 이것은 예컨대 보다 긴 전달 로드가 상이한 진동 형태에 대해 여기되는 경우, 즉 최대 진동 진폭을 갖는 장소가 더 있는 경우에 특히 합당하다. 이 경우에는, 각 노드점에서, 상응하게 발생되는, 즉 개개의 주파수에 조정되는 진동 감쇠기를 고정시키는 것이 유리하다.

진동 감쇠기는 예컨대 탄성재로 만들어진 감쇠체와 탄성 결합 부재를 구비하고, 진동 감쇠기와 전달 부재 간의 연동은 탄성 결합 부재를 통해 행해진다.

탄성 결합 부재는 진동 감쇠기의 원하는 비대칭 감쇠 특성을 얻기 위해 비대칭으로 구성될 수 있다. 이를 위해, 양호한 횡축에서의 탄성 결합 부재는 그에 수직인 횡축에서보다 무겁게 구성된다. 탄성 결합 부재가 무겁게 구성되어 있는 횡축에는 진동 감쇠기가 이 방향으로 보다 높은 고유 주파수를 갖도록 보다 높은 강도가 존재한다. 그 반면에, 탄성 결합 부재는 진동 감쇠기가 이 방향으로 보다 강성의 고유 함수를 갖도록 횡축에 수직하게 또는 이와는 다른 방향에 보다 연성으로, 즉 강도가 낮게 구성된다. 진동 감쇠기의 고유 주파수는 주파수 영역 내에서 그 주파수 영역이 그와 결합하는 구성 요소, 여기에서는 전달 부재에서 수행 중인 진동을 감쇠하는 각각의 주파수 영역을 결정한다.

전달 부재로서 중공 샤프트를 사용하는 경우, 이 중공 샤프트와 진동 감쇠기의 탄성 결합 부재 사이에는 슬리브가 구성될 수 있다. 슬리브는 저렴하게 제조될 수 있고, 장착시 탄성 결합 부재를 손상으로부터 보호하며 이들을 경량화한다.

진동 감쇠기의 감쇠체는 탄성재, 예컨대 고무로 피복될 수 있다. 탄성 피복은 탄성체가 전달 부재와 의도되지 않은 접촉이 생길 때 타격 소음을 감쇠시킬 수 있다. 또한, 탄성 피복은 탄성체는 물론 전달 부재도 기계적인 손상 및 마모로부터 보호한다.

감쇠체의 탄성 피복은 돌기한 마디의 형태로도 구성될 수 있다. 이를 통해, 타격 소음은 균등한 피복의 경우보다 큰 유연성을 기초로 하여 효과적으로 감쇠된다.

전달 부재에는 조절 장치가 배치될 수 있다. 이것은 전달 부재 및/또는 진동 감쇠기에 배치될 수 있다. 이것은 비대칭으로 구성된 진동 감쇠기가 원하는 위치 및 원하는 배열로 전달 부재 상에 또는 내에 용이하게 장착할 수 있고 또 그곳에 유지할 수 있게 보장한다. 조절은, 중공 샤프트를 사용하는 경우에, 예컨대 진동 감쇠기의 슬리브에서의 긴 슬롯에 의해 그리고 중공 샤프트에서의 프레임 또는 핀에 의해 수행된다.

다른 조절 장치도 가능하며 이는 당업계의 숙련자에게 공지되어 있다.

진동 감쇠기는 결합 부재가 작용면에서 비대칭의 탄성 특성을 구비하는 것을 특징으로 한다. 진동 감쇠기는 감쇠체와, 그 감쇠체와 결합하는 탄성 결합 부재를 구비하며, 결합 부재는 작용면에서 비대칭의 탄성 특성을 갖는다. 결합 부재는 대개 감쇠체 자체와 그리고 구성 요소, 예컨대 원하지 않는 진동에 대해 비대칭으로 발생되는 전달 부재와 연동한다. 연동은 각각 형상 응착 결합 및/또는 동력 응착 결합을 통해 발생될 수 있다.

결합 부재의 비대칭 탄성 특성은 비대칭의 형상에 의해 생길 수 있다. 따라서, 진동 감쇠기에는 동형 재질의 비대칭으로 형성된 탄성 결합 부재가 제공된다. 이 경우, 진동 감쇠기의 원하는 비대칭 감쇠 특성은 진동 감쇠기의 장축에 대해 수직인 면에서 한 방향으로 예컨대 단면 방향에서 다른 방향에서와는 다른 강도를 갖는다.

그러나, 진동 감쇠기에는 상이한 재질들이 각각의 동일하지 않은 재질 특성과 비대칭으로 조합되는 탄성 결합 부재도 제공된다. 이 경우, 진동 감쇠기의 원하는 비대칭 감쇠 특성은, 탄성 결합 부재의 비대칭으로 구성된 강도가 불균일 재질 특성에 의해, 특히 불균일 강도에 의해 조합된 재질로 나타내도록 달성된다.

진동 감쇠기의 탄성 결합 부재가 형상에 의해 그리고 상이한 재질의 조합에 의해 비대칭으로 구성되고 따라서 진동 감쇠기의 원하는 비대칭 감쇠 특성을 얻는 것도 고려될 수 있다.

진동 감쇠 방법, 특히 전달 부재의 진동 감쇠 방법은 감쇠가 진동면에 있어서 각각 상이한 진동 강도를 갖는 상이한 방향으로 수행하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 비대칭 감쇠는 소정의 경우에 있어서 전술한 바와 같이 양호한 결과를 얻는다.

도 1에는 조향 컬럼으로서 구성되어 있는 전달 부재(1)가 도시되어 있고, 이 전달 부재(1)는 중공 조향 로드(2), 카르단식 조인트(3) 및 제2 조향 로드(4)를 구비하고 있다. 전달 부재(1)는 조향 휠(5)의 회전 운동을 조향 기어(6)에 전달한다. 조향 로드(2)는 조향 휠(5) 부근에서 베어링(7)에 회전 가능하게 구성된다. 자동차에 생기는 진동과 충격에 의해, 조향 로드(2)에는 굽힘 진동이 발생된다. 돌출면에 대해 수직으로 다른 주파수와 진동 형태가 돌출면에서와 같이 발생되기 때문에, 그의 장축을 기초로 하여 조향 로드(2)에는 비대칭의 진동이 생긴다. 이러한 비대칭은 조향 컬럼 강도의 비대칭 구성에 의해 강화된다.

비대칭 진동을 감쇠하기 위해, 중공 조향 로드(2)의 내부에서 적절한 장소에 진동 감쇠기(8)가 배치된다. 이 감쇠기(8)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 실질적으로 감쇠체(9)로 되어 있고, 이 감쇠체(9)는 콤팩트하게 수행되며 중간에 국부 수축(necking)을 구비한다. 이 국부 수축에 있어서 감쇠체(9)는 탄성의 결합 부재(10)와 결합된다. 탄성 결합 부재(10)는 슬리브(11)에 의해 둘러싸이고, 이를 통해 진동 감쇠기(8)는 전달 부재(2)와 결합되며, 그 결과 연동하게 된다.

도 3에서 단면도로 도시되어 있는 바와 같이, 탄성 결합 부재(10)는 장축을 기초로 하여 비대칭으로 구성된다. 작용면의 축에 있어서, 탄성 결합 부재(10)는 무거운, 즉 강성의 특성을 가지며, 그에 수직하게 보다 연성의, 즉 보다 가벼운 재질을 갖는다. 보다 강성의 구성을 갖는 축방향에 있어서는 진동 감쇠기(8)가 높은 주파수를 감쇠하는 반면에, 보다 연성의 구성을 갖는 축방향에 있어서는 보다 낮은 주파수를 감쇠한다. 따라서, 진동 감쇠기(8)는 비대칭의 감쇠 특성을 갖는다.

도 3에는 감쇠체(9)에 피복되어 있으며 예컨대 고무로 형성될 수 있는 노브(12)가 더 도시되어 있다. 이 피복에 의해, 소정의 감쇠 형태에 있어서 감쇠체(9)가 의도하지 않은 접촉을 조향 로드(2)에 의해 얻는 경우에, 타격 소음이 감쇠되고 손상이 감소된다.

Claims (13)

1. 자동차에 관한 동력 전달 및/또는 모멘트 전달을 위한 전달 부재(1)에 있어서,

   상기 전달 부재(1)와 연동하는 소정의 구성 요소와,

   비대칭으로 구성되고 상기 전달 부재(1)와 연동하는 소정의 진동 감쇠기(8)를 구비하고,

   상기 전달 부재(1)는 상기 구성 요소에 의해 진동에 대해 비대칭으로 동작되는 것을 특징으로 하는 전달 부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 진동 감쇠기(8)는 상기 전달 부재(1)의 외부벽 영역 내에 구성되는 것을 특징으로 하는 전달 부재.
3. 제1항에 있어서, 상기 진동 감쇠기(8)는 상기 전달 부재(1)의 내부에 구성되는 것을 특징으로 하는 전달 부재.
4. 선행항 중 하나 이상의 항에 있어서, 부가의 진동 감쇠기(8)가 설치되는 것을 특징으로 하는 전달 부재.
5. 선행항 중 하나 이상의 항에 있어서, 상기 진동 감쇠기(8)는 감쇠체(9)와 탄성 결합 부재(10)를 구비하고, 그를 통해 상기 진동 감쇠기(8)는 상기 전달 부재(1)와 연동하는 것을 특징으로 하는 전달 부재.
6. 제5항에 있어서, 상기 결합 부재(10)는 비대칭 구성인 것을 특징으로 하는 전달 부재.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 중공 전달 부재(1)와 상기 진동 감쇠기(8)의 상기 탄성 결합 부재(10) 사이에는 슬리브가 구성되는 것을 특징으로 하는 전달 부재.
8. 제5항 내지 제7항 중 하나 이상의 항에 있어서, 상기 진동 감쇠기(8)의 상기 감쇠체(9)는 탄성재로 도포되는 것을 특징으로 하는 전달 부재.
9. 제8항에 있어서, 상기 탄성재는 마디형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전달 부재.
10. 제1항 내지 제9항 중 하나 이상의 항에 있어서, 조정 장치가 설치되고 상기 전달 부재(1)에 구성되는 것을 특징으로 하는 전달 부재.
11. 진동 감쇠기로서, 자동차의 전달 부재에 특히 사용하고, 상기 진동 감쇠기와 연동하는 감쇠체와 탄성 결합 부재를 갖는 상기 진동 감쇠기에 있어서,

    상기 결합 부재(10)는 작용면 내에 비대칭 탄성 특성을 구비하는 것을 특징으로 하는 진동 감쇠기.
12. 제11항에 있어서, 상기 결합 부재(10)의 상기 비대칭 탄성 특성은 비대칭의 형상에 의해서 및/또는 비대칭의 구성의 상이한 재질을 통해서 상기 결합 부재(10)에 작용되는 것을 특징으로 하는 진동 감쇠기.
13. 특히 자동차 전달 부재의 진동 감쇠 방법에 있어서,

    상기 감쇠는 작용면 내에서 각각의 상이한 감쇠 강도를 갖는 상이한 방향으로 발생하는 것을 특징으로 하는 진동 감쇠 방법.